BOD متر

اکسیژن مورد نیاز بیولوژی (BOD) مقدار اکسیژن محلول مورد نیاز توسط ارگانیسم های بیولوژیکی هوازی می باشد. این شاخص و دستگاه BOD متر برای بررسی کارکرد تصفیه خانه های فاضلاب کاربرد دارد.

از این اکسیژن برای تجزیه مواد آلی موجود در یک نمونه‌ی آب مشخص، در دمای خاص و در یک دوره زمانی خاص استفاده می شود.

مقدار BOD معمولاً به صورت میلی گرم اکسیژن مصرف شده به ازای هر لیتر نمونه در طی 5 روز در دمای 20 درجه سانتیگراد بیان می شود.

غالباً از این پارامتر به عنوان شاخص درجه آلودگی آلی آب استفاده می شود.

به اين ترتيب کاهش اكسيژن در نمونه كه توسط باكتري هاي هوازي مصرف مي شود تا مواد آلي را تجزيه كنند، در طي پنج روز اندازه مي گيرند.

بالا بودن اين شاخص معرف سهولت تعفن پذيري نمونه است.

روش BOD شبیه روش COD(اکسیژن مورد نیاز شیمیایی) می باشد.

با این تفاوت که در روش BOD میزان اکسیژن مصرف شده در تجزیه ترکیبات آلی، محاسبه می شود.

در صورتی که در روش COD اکسیژن مصرفی برای ترکیبات آلی و غیرآلی، هر دو ارزیابی می شود.

تاریخچه : 

وینکلر در سال 1888 برای تجزیه و تحلیل اکسیژن حل شده، یک روش ساده، دقیق و مستقیم را منتشر کرد.

از آن زمان، تجزیه و تحلیل میزان اکسیژن محلول در آب برای تعیین شاخص آلودگی آب های سطحی بسیار مهم بوده است.

روش Winkler هنوز یکی از تنها دو روش تحلیلی است که برای کالیبراسیون کنتورهای الکترود اکسیژن استفاده می‌شود.

روش دیگر مبتنی بر حلالیت اکسیژن در زمان اشباع، طبق قانون هنری است.

2Mn(OH)₂(s) + O₂(aq)  → 2 MnO(OH)₂(s)

Sulfuric acid dissolves the MnO(OH)₂(s).

MnO(OH)₂(s) + 2 H₂SO₄ →  Mn(SO₄)(aq) + 4 H₂O

The Mn(IV) oxidizes the iodide to iodine.

Mn(SO₄)₂ + 2 I^–(aq) →  Mn²⁺(aq) + I₂(aq) + 2 SO₄^2-(aq)

2 S₂O₃^2-(aq) + I₂ →  S₄O₆^2-(aq) + 2 I^–(aq)

دو روش شناخته شده برای اندازه گیری اکسیژن محلول برای BOD و تعدادی روش دیگر که در حال حاضر در عرصه بین المللی به عنوان روش استاندارد شناخته نشده اند، وجود دارد:

1. روش رقت
2. روش مانومتری

روش رقت :

این روش استاندارد توسط سازمان EPA شناخته شده است، که در متدهای استاندارد برای بررسی آب و فاضلاب با نام روش 5210B شناخته می شود.

به منظور به دست آوردن BOD5 ، غلظت اکسیژن محلول (DO) در یک نمونه، قبل و بعد از دوره انکوباسیون اندازه گیری می‌شود. به طور مناسب توسط نمونه‌های مربوط به فاکتور رقت تنظیم می‌شود.

این تجزیه و تحلیل با استفاده از بطری‌های انکوباسیون 300 میلی لیتری به مدت 5 روز و در دمای ثابت 20 درجه سانتی گراد انجام می‌شود.

روش مانومتر :

این روش محدود به اندازه گیری میزان مصرف اکسیژن برای اکسیداسیون کربن و ترکیبات آلی می‌باشد. در این روش اکسیداسیون آمونیاک مهار می‌شود.

نمونه در یک ظرف بسته بندی شده قرار داده می‌شود که دارای حسگر فشار است. ماده ای که دی اکسید کربن را جذب می‌کند (به طور معمول لیتیوم هیدروکسید) در ظرف بالاتر از سطح نمونه اضافه می‌شود.

نمونه در شرایطی مشابه با روش رقت ذخیره می‌شود.

اکسیژن مصرف می‌شود و با مهار اکسیداسیون آمونیاک، دی اکسید کربن آزاد می‌شود.

مقدار کل گاز و در نتیجه فشار کاهش می‌یابد، زیرا دی اکسید کربن جذب می شود.

از افت فشار، سنسور الکترونیکی BOD متر ، میزان مصرف اکسیژن را محاسبه و نمایش می‌دهد.

مهمترین مزیت این روش در مقایسه با روش رقیق سازی عبارتند از:

1. سادگی: نیازی به رقیق کردن نمونه مورد نیاز، بذر و نمونه بلانک نیست.
2. خواندن مستقیم ارزش BOD.
3. نمایش مدام مقدار BOD در طول زمان انکوباسیون.

نمونه برداری

از آنجا که غلظت اکسیژن محلول در سطوح و اعماق مختلف دریاچه یا اقیانوس تغییر می‌کند، نمونه برداری باید از چندین مکان و عمق های مختلف صورت گیرد.

غلظت اکسیژن محلول نیز به دلیل تغییر دما و تولید اکسیژن توسط فرآیند فتوسنتز ، در طول روز تغییر می‌کند. به همین دلیل، داشتن نمونه‌های متعدد در ساعات مختلف مفید است.

بطری نمونه BOD باید کاملاً پر شده و بلافاصله برای آنالیز آزمایشگاهی بسته و به آزمایشگاه منتقل شود.